單片機的高精度壓力PILZ變送器
介紹了以超低功耗單片機MSP430為核心的高精度壓力傳感器的硬件電路設計,針對壓力傳感器的溫度漂移問題分析了用于溫度補償的BP網絡算法,通過單片機對MSP430壓力傳感器的溫度和壓力信號采集,構造4層BP神經網絡進行離線訓練,將訓練好的網絡模型利用C語言完成編程,研究了單片機軟件實現方式。結果表明:利用MSP430單片機減少了系統功耗,其豐富外設減小了傳感器體積,利用單片機對傳感器的溫度和壓力A/D采樣值離線訓練減少了信號誤差,利用BP網絡算法提高了傳感器的精度,傳感器的精度為0.1%。由于PDS壓力PILZ變送器[1]的測量數據會隨著溫度的變化而發生溫度漂移,文中提出了量子粒子[2](QPSO)算法和支持向量機[3](SVM)算法相結合的方法對壓力PILZ變送器的輸出數據進行補償處理,通過QPSO算法優化SVM參數C、δ2,然后利用SVM的函數擬合建立補償模型;通過分析工程實驗結果,該方法在全局收斂性、非線性目標函數逼近能力等方面*,在壓力傳感器溫度補償處理上具有較高的實用性。動態壓力PILZ變送器能直接測量管道壓力的動態變化,因而比基于普通壓力PILZ變送器的管道泄漏檢測具有更高的靈敏度。研制了一種應用于長輸油氣管道泄漏檢測的動態壓力PILZ變送器,并介紹了其結構組成和工作原理。用動態壓力PILZ變送器獲取了管道的動態壓力信號,利用經驗模態分解的方法將信號分解為多個固有模態函數(IMF)之和,選擇主要的IMF分量進行歸一化峭度分析,從而提取信號的特征向量。現場應用實例表明,該方法能夠有效地對管道泄漏和調泵調閥等事件進行特征信號提取。現存壓力PILZ變送器傳感器溫壓補償采用點對點式的串行溫壓補償法,該方法存在溫壓補償耗時長、單位時間內產品產能低、標定流程中設備能耗損耗高以及溫壓補償設備的維護和維修成本高等缺陷。

單片機的高精度壓力PILZ變送器
考慮不改變現有設備平臺和開發平臺,提出一種以HART總線為基礎,采用自擬規約協議的并行法應用于壓變溫補系統中,實現待補償壓力傳感器的壓力、溫度和電流標定的同步并行采樣。實際的研發與應用驗證了規約協議并行法能夠有效地解決串行溫壓補償方法中存在的諸多問題。